《万有引力与航天》复习导学案
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约7280字。
第六章 万有引力与航天 复习导学案
一、基础知识梳理:
1、开普勒行星运动定律
第三定律: 。常数k与环绕天体 ,由_____________决定。
2、万有引力定律应用:
(1)基本方法:
①把天体运动看成 运动,所需向心力由万有引力提供: 。
②在忽略天体自转影响时,天体表面的重力与万有引力的关系: 。
(2)天体质量,密度的估算。
★方法1:“ ”法(环绕模型)
测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r,周期为T,由 得中心天体的质量为 ,密度为 ,(R为中心天体的半径)。
当环绕天体在被环绕天体的表面运行时,r=R,则密度为 。
★方法2:“ ”法(重力模型)
测出某天体表面重力加速度为g,该天体半径为R,由 得天体的质量为 。
(3)环绕天体的绕行速度,角速度、周期、向心加速度与半径的关系。
①由 得 ∴r越大,v
②由 得 ∴r越大,
③由 得 ∴r越大,T
④由 得 ∴r越大,a
(4)三种宇宙速度.
①第一宇宙速度(即环绕速度)是地面发射速度中的最 速度,是轨道运行速度中的最 速度,大小为___________(注意单位)。
由 ,得v1= ,又 ,得v1=
②第二宇宙速度(即脱离速度)大小 ;
③第三宇宙速度(即逃逸速度)大小 。
(5)地球同步卫星的特点:
①同步卫星都与________共面,在其正上方。② _______和_______与地球相同。
③所有同步卫星轨道、线速度、向心加速度 都 _____ ____。
二、【知识加深及题型剖析】
题型一 开普勒定定律、万有引力创立过程(物理学史和研究方法)及万有引力定律的理解和应用
知识点1 万有引力创立过程
(1)理想化模型---行星的运动近似看成绕太阳做匀速圆周运动,太阳对行星的引力提供向心力,忽略行星之间的引力。
(2)运用牛顿第二定律 、圆周运动周期 及开普勒第三定律 ,经过数学推理得出结论:F= 即根据F
(3)由牛顿第三定律,得出 F/ 进而得出F
(4)运用“距离平方成反比”观点,研究月球绕地球运动的加速度和地面物体受地球的引力的加速度,得出月球与地球间的引力和地面上物体所受的引力为同一性质的力,检验结论的正确性,称“地-月检验。
并推广到自然界中一切物体之间,得出万有引力定律
(5)卡文迪许在实验室中用扭秤实验测出引力常量G=
知识点二:万引力力定律内容,公式 ,引力常量的数值和意义、适用条件。
针对练习
1、关于开普勒定律,下列说法正确的是( )
A.开普勒定律是根据长时间对行星位置观测记录的大量数据,进行计算分析后获得的结论
B.根据开普勒第二定律,行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中,其速度随行星与太阳之间距离的变化而变化,近日点时速度大,远日点时速度小
C.行星绕太阳运动的轨道,可以近似看做为圆,既可以认为行星绕太阳做匀速圆周运动
D.开普勒定律,只适用于太阳系,对其他恒星系不适用;行星的卫星(包括人造卫星)绕行星的运动,是不遵循开普勒定律的
2.关于公式R3 / T2=k,下列说法中正确的是 ( )
A.围绕同一星球运行的行星或卫星,k值不相等
B.不同星球的行星或卫星,k值均相等
C.公式只适用于围绕太阳运行的行星
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